(57)【要約】【課題】本発明は、１軸レートジャイロを静電容量型又は半導体型とすることにより、小型・軽量化することを目的とする。【解決手段】本発明による３軸レートジャイロは、２軸レートジャイロ(5)と１軸レートジャイロ(20)をケーシング(1)内に設け、１軸レートジャイロ(20)を静電容量型又は半導体型のセンサを用いることにより、長手形状の移動体の慣性検出に好適で小型とした構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング(1)内に設けられ２軸を検出する機能を有する２軸レートジャイロ(5)と、前記ケーシング(1)内に設けられ前記２軸とは異なる１軸のみの検出軸を有する１軸レートジャイロ(20)とよりなり、前記２軸レートジャイロ(5)及び１軸レートジャイロ(20)により、３軸の検出軸を有すると共に、前記１軸レートジャイロ(20)は、シリコン板を用いた静電容量型又は半導体型よりなることを特徴とする３軸レートジャイロ。
【請求項２】
前記２軸レートジャイロ(5)と１軸レートジャイロ(20)との間には、基板(60)を設けるための隔壁(2)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の３軸レートジャイロ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３軸レートジャイロに関し、特に、２軸の検出軸を有する２軸レートジャイロ及び１軸のみの検出軸を有する１軸レートジャイロの組合せにより小型の３軸検出構成を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、車輛、航空機及び船舶のように３次元で運動する移動体においては、３軸検出用のジャイロが必要で、例えば、１軸検出用の１軸レートジャイロを３個組合せた構成（特許文献１参照）がある。
また、周知のダイナミカリーチューンドジャイロからなる２軸レートジャイロと機械式構成の１軸レートジャイロを組合せて３軸検出軸機能を有する３軸レートジャイロが用いられていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９４２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の３軸レートジャイロは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の従来構成の場合、２軸レートジャイロ及び１軸レートジャイロとも、何れも、純機械式構成であったため、どのような組合せの選択を行った場合でも、全て機械式となり、形状の小型化は極めて困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による３軸レートジャイロは、ケーシング内に設けられ２軸を検出する機能を有する２軸レートジャイロと、前記ケーシング内に設けられ前記２軸とは異なる１軸のみの検出軸を有する１軸レートジャイロとよりなり、前記２軸レートジャイロ及び１軸レートジャイロにより、３軸の検出軸を有すると共に、前記１軸レートジャイロは、シリコン板を用いた静電容量型又は半導体型よりなる構成であり、また、前記２軸レートジャイロと１軸レートジャイロとの間には、基板を設けるための隔壁が設けられている構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による３軸レートジャイロは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、２軸と１軸のレートジャイロのうち、１軸レートジャイロに静電容量型又は半導体型の構成を用いているため、移動体の３軸の検出に最適であるだけでなく、３軸レートジャイロの形状を大幅に小型・軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、２軸の検出軸を有する２軸レートジャイロ及び１軸のみの検出軸を有する１軸レートジャイロの組合せにより小型の３軸検出構成とした３軸レートジャイロを提供することを目的とする。
【実施例】
【０００８】
以下、図面と共に本発明による３軸レートジャイロの好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは全体形状が円筒の箱型をなすケーシングであり、このケーシング１内は隔壁２によって第１室３及び第２室４に分割されている。
【０００９】
前記第１室３内には、周知（例えば、特開平５−１１０１９号公報、特開平１−５５４０８号公報及び実開昭６２−１６８４２４号公報等に開示）のダイナミカリーチューンドジャイロからなる２軸レートジャイロ５が内設されている。
【００１０】
前記２軸レートジャイロ５の基部６には一対の軸受７、８を介してロータ軸９が回転自在に設けられている。
前記ロータ軸９の上端には、断面ほぼコ字形をなすカップ形のジャイロロータ１０がフレクシャ１１を介して一体状に設けられ、このジャイロロータ１０には永久磁石１２が設けられている。
【００１１】
前記基部６上には、ピックオフコイル１２及びトルカコイル１３が配設され、このトルカコイル１３と永久磁石１２とは、相互磁気作用が可能なように接近して配設されている。
【００１２】
前記ロータ軸９の下端には、断面形状がほぼコ字形をなすロータ１４が一体状に設けられ、このロータ１４は、前記基部６の垂下壁６ａの内側に取付けられた輪状のステータ１５と対応して配設され、このロータ１４とステータ１５とによりスピンモータ１６が構成されている。
【００１３】
前述の２軸レートジャイロ５において、スピンモータ１６を作動させると、ロータ１４の回転によりロータ軸９が高速回転し、ジャイロロータ１０も同時に高速回転する。
【００１４】
前述の状態でジャイロロータ１０が、何れかの方向に傾きを生じた場合、ピックオフコイル１２によって検出され、トルカコイル１３に所要の電流が流れ、ジャイロロータ１０の姿勢が水平に保持される。この時の、所要の電流の値を検出することによって、その時の角速度の大きさを検出することができる。
尚、前述の場合、角速度のうち、Ｚ軸方向とＹ軸方向を検出することができる。
【００１５】
前記第２室４内には、１軸（Ｚ軸方向）のみの角速度の入力検出を行うことができる１軸レートジャイロ２０が内設されている。
前記１軸レートジャイロ２０は、周知のＭＥＭＳ（Micro Electrical Mechanical System)と呼称されるシリコン板をエッチング処理によって加工した静電容量型の構造、又は、半導体の電子の流れが角速度入力によって変化する現象を利用した半導体型の構造の何れか等を採用している。
【００１６】
前記静電容量型の場合、図３に示されるように、１軸レートジャイロ２０は、シリコン板２１にヒンジ部２を介して形成された可動電極２７と、この可動電極２７を挟持するようにシリコン板２１の両面に設けられた第１、第２ガラス板２２、２３と、各ガラス板２２、２３の内面に形成された第１、第２固定電極２５、２６とで構成されている。
【００１７】
前述の１軸レートジャイロ２０は、図１のＸ軸方向の角速度入力を検出することができるように構成されており、Ｚ軸方向の角速度入力が印加された場合、可動電極２７がヒンジ部２を介して曲折し、各コンデンサＣ１、Ｃ２の静電容量が変化して検出することができる。尚、この１軸レートジャイロ２０は、端子６２を有する容器６３内に収容されている。
【００１８】
前記１軸レートジャイロ２０は、プリント基板３０上に設けられ、リードワイヤ３１、３２、パターン３３及びリード４０を介して信号の入出力を行うことができるように構成されている。
【００１９】
また、前述の２軸レートジャイロ５及び１軸レートジャイロ２０は、図２に示されるように、発振回路５０による交流波形生成５１を用いて交流の励起信号５２を各レートジャイロ５、２０に印加するように構成され、各レートジャイロ５、２０からの信号検出５３による角速度信号５３ａは同期検波５４によって検出される。尚、前記隔壁２に設けられた基板６０は信号処理用で、端子ピン６１が隔壁２を貫通している。
【００２０】
従って、Ｘ軸を１軸レートジャイロ２０で、ＹＺ軸を２軸レートジャイロ５で検出するため、検出効率が良好であり、各種移動体等に本発明による３軸レートジャイロを搭載する場合、一般的には長手方向回りの角速度はその慣性のため、高い周波数特性が要求される。よって、１軸（例えばＸ軸）は他の２軸と特性が異なることになり、極めて好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による３軸レートジャイロを示す断面図である。
【図２】図１の電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図３】図１の１軸レートジャイロを示す断面図である。
【図４】図３の１軸レートジャイロの完成状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    ケーシング
２    隔壁
５    ２軸レートジャイロ
２０    １軸レートジャイロ
６０    基板
【図１】
2005300163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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